1 绪论 1
1．1 离散系统动力学演变过程 1
1．1．1 离散系统的动力学事件 2
1．1．2 离散系统动力学演变过程的基本特点 7
1．2 四向耦合的两相湍流模型 9
1．2．1 双流体模型 10
1．2．2 流体-轨道模型 11
1．3 颗粒群平衡模拟 13
1．3．1 零维颗粒群平衡模拟 15
1．3．2 多维颗粒群平衡模拟 17
1．4 本书的主要结构 18
参考文献 20
2 典型动力学事件的核模型 25
2．1 碰撞 25
2．1．1 基础知识 25
2．1．2 布朗碰撞核 28
2．1．3 湍流碰撞核 30
2．1．4 有限惯性小颗粒（StΚ＜1）湍流碰撞核半经验模型 34
2．1．5 有限惯性颗粒碰撞核的推荐模型 43
2．1．6 布朗运动和湍流运动共同作用下的碰撞核 46
2．2 凝并 46
2．2．1 碰撞效率 46
2．2．2 凝并效率 47
2．3 球化 48
2．4 冷凝／蒸发 49
2．5 成核 50
2．6 沉积 51
2．7 破碎 52
2．8 其他动力学事件 52
2．9 小结 53
参考文献 53
3 颗粒群平衡模拟的数值方法 58
3．1 颗粒尺度分布函数动力学演变的特征 58
3．2 矩方法 60
3．2．1 传统矩方法 60
3．2．2 积分矩方法 62
3．2．3 直接积分矩方法 65
3．2．4 内插封闭矩方法 67
3．2．5 矩方法小结 69
3．3 分区法 70
3．3．1 基于数密度积分中值定理的分区法 71
3．3．2 基于核积分中值定理的分区法 75
3．3．3 分区法小结 79
3．4 Monte Carlo方法 79
3．4．1 时间驱动Monte Carlo方法 80
3．4．2 事件驱动Monte Carlo方法 82
3．4．3 常体积法 85
3．4．4 常数目法 86
3．4．5 强核函数法 89
3．4．6 质量流量法 90
3．4．7 Monte Carlo方法小结 91
3．5 小结 92
参考文献 93
4 零维颗粒群平衡模拟的Monte Carlo方法 103
4．1 多重Monte Carlo算法的发展 104
4．1．1 子系统和整体系统 104
4．1．2 加权虚拟颗粒 105
4．1．3 子系统、整体系统和异数目权值虚拟颗粒群的统一 107
4．1．4 多重Monte Carlo算法流程 109
4．1．5 时间步长 111
4．1．6 凝并事件的处理 114
4．1．7 破碎事件的处理 116
4．1．8 冷凝／蒸发（表面生长／消融）事件的处理 118
4．1．9 沉积事件的处理 118
4．1．10 成核事件的处理 119
4．2 多重Monte Carlo算法的验证 120
4．2．1 纯凝并工况 120
4．2．2 纯破碎工况 124
4．2．3 同时发生的凝并和破碎 127
4．3 多重Monte Carlo算法小结 133
4．4 零维颗粒群平衡模拟Monte Carlo方法的性能定量评判方法 134
4．4．1 为什么要进行几种Monte Carlo方法的定量比较 134
4．4．2 Monte Carlo方法定量比较的策略 135
4．4．3 Monte Carlo方法的性能定量评判准则 136
4．5 几种主流Monte Carlo方法的比较 137
4．5．1 纯凝并工况 137
4．5．2 纯破碎工况 146
4．5．3 纯冷凝／蒸发（或生长）工况 148
4．5．4 纯成核工况 150
4．5．5 纯沉积工况 151
4．5．6 讨论 152
4．6 多重Monte Carlo算法的改进 153
4．6．1 算法改进的出发点 153
4．6．2 改进的多重Monte Carlo算法对凝并事件的描述 155
4．6．3 改进的多重Monte Carlo算法对破碎事件的描述 161
4．6．4 改进的多重Monte Carlo算法对沉积事件的描述 162
4．6．5 改进的多重Monte Carlo算法对成核事件的描述 162
4．7 改进的多重Monte Carlo算法的验证和比较 162
4．7．1 Case1，初始单分散性颗粒群，常凝并核 163
4．7．2 Case2，初始指数分布多分散性颗粒群，常凝并核 167
4．8 改进的多重Monte Carlo算法小结 168
4．9 事件驱动常体积法的发展 169
4．9．1 发展事件驱动常体积法的出发点 169
4．9．2 动力学事件的发生速率 170
4．9．3 等待时间的计算 173
4．9．4 主事件的选择 173
4．9．5 主颗粒的选择 174
4．9．6 虚拟颗粒数目的恢复和计算区域体积的保持 176
4．9．7 事件驱动常体积法的流程 177
4．10 事件驱动常体积法与几种主流Monte Carlo方法的比较 179
4．10．1 Case1，初始单分散性颗粒群的常凝并核工况 179
4．10．2 Case2，初始指数分布多分散性颗粒群的常凝并核工况 180
4．10．3 Case3，初始单分散性颗粒群的多元破碎工况 182
4．11 事件驱动常体积法小结 183
参考文献 184
5 多维颗粒群平衡模拟的Monte Carlo方法 187
5．1 多维颗粒群平衡模拟的关键问题 187
5．2 多维颗粒群平衡模拟的多重Monte Carlo算法 191
5．2．1 雷诺应力模型描述流体相运动 191
5．2．2 拉格朗日Langevin方程描述颗粒相运动 193
5．2．3 数值模拟的流程 194
5．2．4 多重Monte Carlo算法描述颗粒动力学演变 195
5．3 多维多重Monte Carlo算法的验证 203
5．3．1 计算工况 203
5．3．2 考虑颗粒碰撞的多维多重Monte Carlo算法的验证 205
5．3．3 考虑颗粒凝并的多维多重Monte Carlo算法的验证 209
5．4 小结 212
参考文献 213
6 颗粒群平衡模拟的应用和展望 218
6．1 降雨过程中气溶胶湿沉降的数值模拟 218
6．1．1 降雨对气溶胶湿去除过程的数学模型的建立 219
6．1．2 多重Monte Carlo算法对颗粒湿沉降事件的特殊处理 223
6．1．3 描述气溶胶湿沉降的多重Monte Carlo算法的验证 225
6．1．4 降雨类型对气溶胶湿去除效果的影响 226
6．1．5 雨滴尺度谱对气溶胶湿去除效果的影响 229
6．1．6 小结 233
6．2 紧凑型混合颗粒收集器对燃煤锅炉飞灰颗粒收集过程的数值模拟 235
6．2．1 静电除尘器的数学模型和模拟方法 236
6．2．2 静电增强布袋除尘器的数学模型和模拟方法 240
6．2．3 紧凑型混合颗粒收集器除尘过程的数值模拟 243
6．2．4 小结 248
6．3 颗粒碰撞对两相湍流流场的影响分析 249
6．3．1 模拟细节 249
6．3．2 模拟结果及分析 250
6．3．3 小结 253
6．4 展望 254
6．4．1 多变量颗粒群平衡模拟 254
6．4．2 多维多变量颗粒群平衡模拟 256
6．4．3 颗粒群平衡模拟的应用领域 257
参考文献 257
附录 264
附录1 主要专业术语和英文缩写 264
附录2 主要符号表 265